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Picozoa Die sind ein im Jahr 2013 neu beschriebener Stamm heterotropher Einzeller aus der Domäne der Eukaryoten Sie sind

Picozoa

Die Picozoa sind ein im Jahr 2013 neu beschriebener Stamm heterotropher Einzeller aus der Domäne der Eukaryoten. Sie sind die kleinsten Formen frei im Wasser schwebender Lebewesen, werden zwischen einem halben und 3,8 µm (Mikrometer) groß und kommen in großer Zahl und Dichte in allen Weltmeeren vor.

Picozoa

Picomonas judraskeda

Systematik
Wissenschaftlicher Name
Picozoa
Seenivasan, Sausen, Medlin & Melkonian, 2013

Entdeckungsgeschichte und Nachweis Bearbeiten

Ende der 90er-Jahre sollte in dem europäischen Projekt „Picodiv“ geklärt werden, welche Organismen im Pikoplankton vorkommen. Zwei Jahre lang wurden dazu Proben im Atlantik, im Mittelmeer, vor Schottland, Alaska und Norwegen genommen. Picozoa fanden sich vor allem in den nährstoffarmen Bereichen von kalten Küstenmeeren, wo sie bis zu 50 Prozent der Biomasse ausmachen können.

Picozoa sind so klein, dass sie im Lichtmikroskop kaum als Lebewesen erkennbar sind. Der Nachweis gelang über das 18S-r-Gen, aus dem die 18S-rRNS abgelesen wird. Sie ist ein Bestandteil der Ribosomen und die 18S-Version ein eindeutiger Beleg für eine eukaryotische Herkunft. Da die 18S-rRNS über lange Zeiträume hinweg geringfügig mutiert, können mit ihrer Hilfe evolutionäre Stammbäume konstruiert werden.

Die in den Meeresproben gefundenen, unbekannten 18S-rRNS-Sequenzen zeigten, dass die Picozoa in eine bislang unbekannte Klasse eingeordnet werden müssen. Es wurde vermutet, dass es sich um algenähnliche Organismen handelt, die aber mit keiner bekannten Eukaryoten-Klasse näher verwandt sind. Zu den Sequenzen konnten Oligonukleotide konstruiert und mittels der FISH-Technik die Organismen sichtbar gemacht werden. Die Picozoa enthalten ein kleines, rundes Organell mit Phycobiliproteinen, weshalb ursprünglich vermutet wurde, dass sie fotosynthetisch aktiv sein könnten.

2013 wurde Picomonas judraskeda, die erste und bisher einzige beschriebene Art aus der Gruppe beschrieben. Die Art wurde im Rahmen einer Doktorarbeit mit Hilfe eines fluoreszierenden Mitochondrien-Markers aus einer Seewasserprobe, die vor der Reede von Helgoland in einer Tiefe von 5 Metern entnommen wurde, isoliert und anschließend im Labor kultiviert. Da bei den Untersuchungen keine Anzeichen für das Vorhandensein von Plastiden, Zellorganellen der Pflanzen und Algen, festgestellt werden konnten, wird angenommen, dass sich die Einzeller heterotroph ernähren. Gleichzeitig mit der Art wurden Gattung, Familie, Ordnung und Klasse beschrieben und die bisher als Picobiliphyta bzw. Biliphyta bekannten Lebewesen als neuer Stamm Picozoa beschrieben.

Merkmale Bearbeiten

Die Picozoa werden als heterotrophe, marine, pikoplanktonische (die Zellen passen durch einen 3-µm-Membranfilter) Protisten diagnostiziert, die zumeist durch eine der beiden charakteristischen Sequenzen der Kern kodierten SSU rDNS 5′GCG TGA TGC CAA AAT CCG3′ (PICOBI01) oder 5′ATA TGC CCG TCA AAC CGT3′ (PICOBI02) gekennzeichnet sind.

Die bei Picomonas judraskeda festgestellten sonstigen Merkmale, darunter die in zwei Hemisphären geteilte Zelle, die beiden Flagellen und der ruckartige Bewegungszyklus werden nicht zur Diagnose des neuen Stammes genutzt, da nicht sicher ist, ob sie auch bei anderen Arten wiedergefunden werden können. Allerdings vermuten die Wissenschaftler, dass dies für die meisten Merkmale der Fall sein wird.

Picozoen ernähren sich unter anderem von Viren. Julia M. Brown et al. berichteten im September 2020 über den Fund von Virus-DNA in Picozoa und Choanoflagellata (Kragengeißeltierchen). Da es sich bei der viralen DNA überwiegend um die von Virophagen (Bakterienviren) handelte, in den Einzellern aber keine Bakterien-DNA gefunden wurde, scheidet eine Aufnahme der Virus-DNA als Beifang zusammen mit etwaigen Bakterien aus, zumal der Fressapparat der Picozoa für Bakterien zu klein ist. Die Konsequenzen für die marine Ökologie und Fragen zum dadurch möglichen Gentransfer zwischen den Viren und den Einzellern müssen allerdings noch erforscht werden.

Systematik Bearbeiten

Eine phylogenetische Analyse, bei der insgesamt 104 Eukaryoten-Taxa aus fast allen Supergruppen untersucht wurden (es fehlten lediglich die Excavata), konnte die Picozoa nicht einer der bekannten systematischen Supergruppen der Eukaryota zuordnen. Innerhalb der Picozoa kann eine große genetische Diversität nachgewiesen werden und vorläufig lassen sich 12 Kladen unterscheiden.

Literatur Bearbeiten

  • Fabrice Not, Klaus Valentin, Khadidja Romari, Connie Lovejoy, Ramon Massana, Kerstin Töbe, Daniel Vaulot, Linda K. Medlin: Picobiliphytes. A Marine Picoplanktonic Algal Group with Unknown Affinities to Other Eukaryotes. In: Science, Bd. 315 (2007), Nr. 5809, S. 253–255, ISSN 0036-8075, doi:10.1126/science.1136264
  • Georg Kääb: Eine neue Welt so klein. Neue Klasse von Eukaryoten entdeckt, Picobiliphyta. In: biologen heute. Nr. 1, 2007, S. 18f., ISSN 1432-8631.
  • Ramkumar Seenivasan, Nicole Sausen, Linda K. Medlin, Michael Melkonian: Picomonas judraskeda Gen. Et Sp. Nov.: The First Identified Member of the Picozoa Phylum Nov., a Widespread Group of Picoeukaryotes, Formerly Known as ‘Picobiliphytes’. PLoS ONE 8(3): e59565. doi:10.1371/journal.pone.0059565

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Fabrice Not et al. (2007)
  2. M. L. Cuvelier, A. Ortiz, E. Kim, H. Moehlig, D. E. Richardson (2008): Widespread distribution of a unique marine protistan lineage. Environ Microbiol. 2008 June; 10(6): 1621–1634. doi:10.1111/j.1462-2920.2008.01580.x
  3. ↑ Seenivasan et al. (2013), S. 12.
  4. Seenivasan et al. (2013), S. 14.
  5. Julia M. Brown, Jessica M. Labonté, Joseph Brown, Nicholas R. Record, Nicole J. Poulton, Michael E. Sieracki, Ramiro Logares and Ramunas Stepanauskas: Single Cell Genomics Reveals Viruses Consumed by Marine Protists. Front. Microbiol. Band 11 Nr. 524828 vom 24. September 2020, doi: 10.3389/fmicb.2020.524828. Siehe auch:

Weblinks Bearbeiten

Commons: Picozoa – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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Veröffentlichungsdatum:
Die Picozoa sind ein im Jahr 2013 neu beschriebener Stamm heterotropher Einzeller aus der Domane der Eukaryoten Sie sind die kleinsten Formen frei im Wasser schwebender Lebewesen werden zwischen einem halben und 3 8 µm Mikrometer gross und kommen in grosser Zahl und Dichte in allen Weltmeeren vor PicozoaPicomonas judraskedaSystematikKlassifikation LebewesenDomane Eukaryoten Eucaryota incertae sedisStamm PicozoaWissenschaftlicher NamePicozoaSeenivasan Sausen Medlin amp Melkonian 2013 Inhaltsverzeichnis 1 Entdeckungsgeschichte und Nachweis 2 Merkmale 3 Systematik 4 Literatur 5 Einzelnachweise 6 WeblinksEntdeckungsgeschichte und Nachweis BearbeitenEnde der 90er Jahre sollte in dem europaischen Projekt Picodiv geklart werden welche Organismen im Pikoplankton vorkommen Zwei Jahre lang wurden dazu Proben im Atlantik im Mittelmeer vor Schottland Alaska und Norwegen genommen Picozoa fanden sich vor allem in den nahrstoffarmen Bereichen von kalten Kustenmeeren wo sie bis zu 50 Prozent der Biomasse ausmachen konnen Picozoa sind so klein dass sie im Lichtmikroskop kaum als Lebewesen erkennbar sind Der Nachweis gelang uber das 18S r Gen aus dem die 18S rRNS abgelesen wird Sie ist ein Bestandteil der Ribosomen und die 18S Version ein eindeutiger Beleg fur eine eukaryotische Herkunft Da die 18S rRNS uber lange Zeitraume hinweg geringfugig mutiert konnen mit ihrer Hilfe evolutionare Stammbaume konstruiert werden Die in den Meeresproben gefundenen unbekannten 18S rRNS Sequenzen zeigten dass die Picozoa in eine bislang unbekannte Klasse eingeordnet werden mussen Es wurde vermutet dass es sich um algenahnliche Organismen handelt die aber mit keiner bekannten Eukaryoten Klasse naher verwandt sind Zu den Sequenzen konnten Oligonukleotide konstruiert und mittels der FISH Technik die Organismen sichtbar gemacht werden Die Picozoa enthalten ein kleines rundes Organell mit Phycobiliproteinen weshalb ursprunglich vermutet wurde dass sie fotosynthetisch aktiv sein konnten 2013 wurde Picomonas judraskeda die erste und bisher einzige beschriebene Art aus der Gruppe beschrieben Die Art wurde im Rahmen einer Doktorarbeit mit Hilfe eines fluoreszierenden Mitochondrien Markers aus einer Seewasserprobe die vor der Reede von Helgoland in einer Tiefe von 5 Metern entnommen wurde isoliert und anschliessend im Labor kultiviert Da bei den Untersuchungen keine Anzeichen fur das Vorhandensein von Plastiden Zellorganellen der Pflanzen und Algen festgestellt werden konnten wird angenommen dass sich die Einzeller heterotroph ernahren Gleichzeitig mit der Art wurden Gattung Familie Ordnung und Klasse beschrieben und die bisher als Picobiliphyta 1 bzw Biliphyta 2 bekannten Lebewesen als neuer Stamm Picozoa beschrieben Merkmale BearbeitenDie Picozoa werden als heterotrophe marine pikoplanktonische die Zellen passen durch einen 3 µm Membranfilter Protisten diagnostiziert die zumeist durch eine der beiden charakteristischen Sequenzen der Kern kodierten SSU rDNS 5 GCG TGA TGC CAA AAT CCG3 PICOBI01 oder 5 ATA TGC CCG TCA AAC CGT3 PICOBI02 gekennzeichnet sind 3 Die bei Picomonas judraskeda festgestellten sonstigen Merkmale darunter die in zwei Hemispharen geteilte Zelle die beiden Flagellen und der ruckartige Bewegungszyklus werden nicht zur Diagnose des neuen Stammes genutzt da nicht sicher ist ob sie auch bei anderen Arten wiedergefunden werden konnen Allerdings vermuten die Wissenschaftler dass dies fur die meisten Merkmale der Fall sein wird 4 Picozoen ernahren sich unter anderem von Viren Julia M Brown et al berichteten im September 2020 uber den Fund von Virus DNA in Picozoa und Choanoflagellata Kragengeisseltierchen Da es sich bei der viralen DNA uberwiegend um die von Virophagen Bakterienviren handelte in den Einzellern aber keine Bakterien DNA gefunden wurde scheidet eine Aufnahme der Virus DNA als Beifang zusammen mit etwaigen Bakterien aus zumal der Fressapparat der Picozoa fur Bakterien zu klein ist Die Konsequenzen fur die marine Okologie und Fragen zum dadurch moglichen Gentransfer zwischen den Viren und den Einzellern mussen allerdings noch erforscht werden 5 Systematik BearbeitenEine phylogenetische Analyse bei der insgesamt 104 Eukaryoten Taxa aus fast allen Supergruppen untersucht wurden es fehlten lediglich die Excavata konnte die Picozoa nicht einer der bekannten systematischen Supergruppen der Eukaryota zuordnen Innerhalb der Picozoa kann eine grosse genetische Diversitat nachgewiesen werden und vorlaufig lassen sich 12 Kladen unterscheiden 3 Literatur BearbeitenFabrice Not Klaus Valentin Khadidja Romari Connie Lovejoy Ramon Massana Kerstin Tobe Daniel Vaulot Linda K Medlin Picobiliphytes A Marine Picoplanktonic Algal Group with Unknown Affinities to Other Eukaryotes In Science Bd 315 2007 Nr 5809 S 253 255 ISSN 0036 8075 doi 10 1126 science 1136264 Georg Kaab Eine neue Welt so klein Neue Klasse von Eukaryoten entdeckt Picobiliphyta In biologen heute Nr 1 2007 S 18f ISSN 1432 8631 Ramkumar Seenivasan Nicole Sausen Linda K Medlin Michael Melkonian Picomonas judraskeda Gen Et Sp Nov The First Identified Member of the Picozoa Phylum Nov a Widespread Group of Picoeukaryotes Formerly Known as Picobiliphytes PLoS ONE 8 3 e59565 doi 10 1371 journal pone 0059565Einzelnachweise Bearbeiten Fabrice Not et al 2007 M L Cuvelier A Ortiz E Kim H Moehlig D E Richardson 2008 Widespread distribution of a unique marine protistan lineage Environ Microbiol 2008 June 10 6 1621 1634 doi 10 1111 j 1462 2920 2008 01580 x a b Seenivasan et al 2013 S 12 Seenivasan et al 2013 S 14 Julia M Brown Jessica M Labonte Joseph Brown Nicholas R Record Nicole J Poulton Michael E Sieracki Ramiro Logares and Ramunas Stepanauskas Single Cell Genomics Reveals Viruses Consumed by Marine Protists Front Microbiol Band 11 Nr 524828 vom 24 September 2020 doi 10 3389 fmicb 2020 524828 Siehe auch Nadja Podbregar Weltweit erste Virenfresser entdeckt auf scinexx de vom 24 September 2020 Daniel Lingenhohl Viren als Nahrung auf spektrum de vom 25 September 2020 Mike McRae First Compelling Evidence of Organisms That Eat Viruses as a Food Source auf sciencealert vom 27 September 2020 englisch Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Picozoa Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Picozoa amp oldid 228600741